或許你曾經看過這樣的視頻畫面:有一些火山狂熱愛好者會深入火山,采集新鮮的火山熔巖樣品。這樣的畫面讓人膽戰心驚。我們不禁發問,身處火山噴發現場,到底是一種什么體驗?
火山噴發雖然來勢洶洶,也不是說噴就噴的,它要經過復雜的地質演化,待各種條件都成熟后,才會發生一次大規模的噴發。簡言之,火山噴發,就是地下巖漿通過特定通道,受壓力的影響后,噴射到地面,再從火山口噴涌而出,從而形成一次完整的噴發過程。
即便是現代一座活火山,噴發方式也會受到多種因素影響,比如地殼厚度、巖漿性質(溫度、黏度、密度等)、地下巖漿庫內壓力、火山通道形狀、火山噴發環境(陸上或水下)等諸因素的影響,使火山噴發的形式有很大差別。
就拿巖漿來說,巖漿能夠流動,具有流體的性質,而巖漿的流動能力主要受自身的黏度制約,因此巖漿的黏度對火山的噴發方式以及火山碎屑物的類型都有很大關系。在地下壓力較高,氣體被壓縮在巖漿中,當巖漿逐漸靠近地表,壓力隨之減小,這些氣體就會逐漸形成氣泡逃逸出來。
配圖來自圖蟲網
如果巖漿的黏性比較高,氣體無法釋放,最終會把巖漿崩碎,從火山口爆炸,大塊巖漿炸飛出來,形成火山彈,細小的碎渣即為火山灰。
因此,同一座火山,在不同時期的噴發方式也不同。那么巖漿的黏度主要由其中二氧化硅的含量所決定,二氧化硅含量越高,其黏性也將越大,流動性也就越弱。
一般而言,火山的噴發方式有以下幾種:
如果巖漿噴發的通道是狹長形的,叫“裂隙式噴發”,這種噴發一般不會形成爆炸現象,更像是擠牙膏一樣擠出來的,相對來說較為安全,也不會大量的產生火山灰。
第二種火山噴發方式叫“熔透式噴發”,由于地殼比較薄,地下巖漿的壓力大,把地殼給頂開了,大量的巖漿噴涌而出,這就叫熔透式噴發。不過現在的大陸板塊地殼普遍比較厚,這種噴發方式也不常見。
目前地球上主要的火山噴發方式是第三種,叫中心式噴發。大陸板塊互相撞擊,形成高山,但山中間是空心的,這就給巖漿涌出提供了一個通道,隨著大陸板塊不斷晃動,壓力越來越大,最后巖漿噴涌而出。
同樣是中心式噴發,還分為寧靜式、中間式和爆烈式三種。
像夏威夷火山就屬于是寧靜式噴發的代表。噴發的時候只有大量巖漿從火山口溢出,順著山坡緩緩流動。熔漿溫度高、黏度小,沒有爆炸現象,安安靜靜的流了出來,相對安全,不容易造成人員傷亡。因此,夏威夷也是火山學家研究火山的圣地。
中間式噴發,是介于寧靜式和爆烈式之間的過渡型,大部分時間都是寧靜式噴發,偶爾會伴有一兩次爆裂式的噴發。
最后一種爆烈式噴發非常可怕,它會產生猛烈的爆炸,同時噴出大量氣體和火山碎屑。方圓十幾公里都會變成一片焦土。1902年,加勒比海東部“馬提尼克島”的培雷火山噴發,就屬于這種類型的,島上3萬居民,只有3個人幸存了下來。公元79年,發生在意大利那不勒斯灣東海岸的維蘇威火山呈爆裂式噴發,距離火山13公里的龐貝古城,瞬間被高溫巖漿覆蓋。直到18世紀中葉,龐貝古城才被人們發掘出來,其中很多遇難的人,都保持著逃跑的姿勢。
這就是可怕的火山。
本文為科普中國·星空計劃扶持作品
作者:董漢文
審核:張玉修(中科院大學地球與行星科學學院 副教授)
出品:中國科協科普部
監制:中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
來源: 星空計劃
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